[发明专利]一种基于拉曼光谱的绿泥石矿物种类鉴定方法

说明书

本发明属于绿泥石矿物鉴定技术领域，公开了一种基于拉曼光谱的绿泥石矿物种类鉴定方法，通过获取绿泥石矿物薄片的拉曼光谱；对光谱数据的平滑去噪处理，采用Voigt函数拟合进行特征吸收峰位置的确定；拉曼光谱数据在数据处理终端中进行光谱曲线平滑数据预处理，经过光谱数据平滑环节的曲线进行特征吸收峰的峰位拟合与定位；依据特征吸收峰位置与绿泥石铁含量的线性统计关系，按照特征吸收峰位置快速鉴定绿泥石矿物的亚种类别。本发明通过拉曼光谱得到蚀变带中绿泥石矿物的铁镁相对含量信息，缩短了传统电子探针方法获取铁镁含量所需的时间，省时省力，同时节省了经费。

技术领域

本发明属于绿泥石矿物鉴定技术领域，尤其涉及一种基于拉曼光谱的绿泥石矿物种类鉴定方法。

背景技术

目前，绿泥石矿物富铁贫镁和富镁贫铁亚种鉴定主要包括电子探针微区分析、电子显微镜观测和近红外光谱分析。近红外光谱分析中的缺点是：数据质量较差。电子显微镜分析方法的缺点是：只能进行外形观察。

电子探针仪借助于细聚焦电子束，对样品表面进行照射，由此使得试样元素的X射线被激出，接着使用波长色散谱检测设备，以及计数系统，对该射线的波长、强度等进行检测，于是便能得到相应试样的元素种类与比例。对该射线的波长，或者特征能量进行分析，便能得到该试样的具体元素，这属于典型的定性分析，而结合该射线的强度，便能获得相应元素的比例，这属于典型的定量分析。这种检测装置的镜筒元件，其构造与电子显微镜基本一致。只是在检测装置环节，运用了X射线谱装置，并借助于它，对该射线的特征波长与能量进行检测，这样便能对微区的化学成分展开分析。所以，除却专门电子探针装置之外，还可以将其用作附件，配置于扫描或者透射电镜的镜筒之上，进而更好满足微区组织形貌、化学构成、晶体结构的综合性分析需求。而且这种分析模式，无需破碎试样，而且它的分析直径与深度，通常都会超过1微米，且原子系数超过4之上的各种元素。然而，如果元素的序数低于12，那么该检测装置就缺乏相应的灵敏度。该装置在常规检测中，其相对敏感度可以达到万分之一，部分环境更是高达十万分之一。检测的绝对灵敏度，则会因为元素的不同而有所差异，通常在10-14以及10-16g。借助于该方法，能够对元素从点、面、线这三个视角进行分析，如果原子序数超过10，且比例超过10.0％的元素，其定量分析的精度，可以超过正负2.0％。电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。主要用于观察固体表面的形貌，而不能分析物质的成分变化。近红外光谱分析是根据分子光学振动原理，用近红外光束照射被测物，被测物吸收部分光能后，其余光能反射和透射被传感器接收，获得近红外光谱。主要用于定性观察物质中某些活性官能团的属性。近红外光谱与拉曼光谱类似，也可以反映物质成分变化的信息，但是由于近红外漫反射或透射数据和拉曼的激光激发数据相比，强度低、信号弱、噪声高，分析难度相对较大。

现有电子探针设备最早应用于金属领域。主要是对合金中，诸多组成相、杂物等元素进行定性与定量分析，而且还能得出元素的扩散与偏析等问题。此外，它在金属材质氧化与腐蚀问题领域也得到广泛应用，可以对镀层、薄膜厚度以及成分进行相应的测量，另外，该装置还是遴选工艺、特种材料分析、机械部件失效分析等常用的一种方式。利用该分析法，就能得到样品的化学构成，以及诸多元素的重量百分数。在具体分析之前，还需要结合实验目的，制备对应的样品，同时还需要使之表面具有一定的清洁度。借助于波谱仪对样品进行分析时，需要确保样品具有平整度，否则会影响X射线的强度。

目前的电子探针设备存在的问题是：

(1)现有电子探针设备属于实验室大型仪器，精确度很高，但数据处理计算较麻烦，需要具备比较专业的矿物学计算技术。

(2)现有技术中，主要利用电子探针进行矿物亚类的分析，其制样过程多了表面喷碳的环节，同时分析成本也更昂贵；传统的矿物拉曼光谱分析主要是利用标样的特征谱来进行矿物种类的匹配，由于传统矿物学研究不考虑成本，侧重于使用电子探针进行精确分析，而面向大量样品的调查性工作的矿物亚类鉴别尚没有利用拉曼光谱进行分析。